Plynová pístová elektrárna: princip fungování. Provoz a údržba plynových pístových elektráren

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Plynová pístová elektrárna se používá jako hlavní nebo záložní zdroj energie. Zařízení vyžaduje ke svému provozu přístup k jakémukoli typu hořlavého plynu. Mnoho modelů GPES může dodatečně vyrábět teplo pro vytápění a chlad pro ventilační systémy, sklady, průmyslová zařízení.

Plynové pístové elektrárny: princip činnosti

Hlavními prvky GPES jsou motor-generátor a plynový pístový motor. Hořlavý plyn v komoře GPA se zapaluje pomocí zapalovací svíčky a produkuje energii použitou k otáčení pracovního hřídele generátoru.

Automatizované elektrárny a elektrické jednotky s pístovými plynovými motory mohou kromě elektrické energie vyrábět tepelnou energii v kotli na odpadní teplo nebo ohřívači vody na vodu. Méně časté jsou modely, které generují chlad.

Zařízení

Plynová pístová elektrárna se skládá z:

• plynmotor a alternátor jsou spojeny elastickou čepovou spojkou;
• radiátor;
• ventilátor poháněný od předního konce klikového hřídele přes klínový řemen;
• filtry pro čištění vzduchu a další pomocná zařízení namontovaná na společném rámu jednotky.

Generátor má samostatné kompletní zařízení s ovládacími a distribučními panely.

Motor

Provoz plynové pístové elektrárny není možný bez GPA. Funguje na přírodní, přidružené ropné a průmyslové plyny. Motor má lité hliníkové blokové hlavy, které jsou namontovány a připevněny ke dvěma blokům válců. Spalovací komora (obvykle otevřený typ) je umístěna ve válci mezi plochým dnem hlavy bloku a dnem pístu s prstencovým vybráním.

Na základě podmínek pro zajištění neklepavého spalování směsi plyn-vzduch a omezení maximálních spalovacích tlaků se v plynovém motoru používá malý kompresní poměr 10,5 (pro zemní plyn) místo 1415 v dieselový motor. Toho je dosaženo instalací silnějších hliníkových kroužkových těsnění pod hlavy bloku než u dieselových motorů (pro každý válec zvlášť).

Systém zapalování

Motor používá bateriový zapalovací systém, který se skládá z:

• elektrické svíčky;
• zapalovací cívka jističe-rozdělovače;
• zdroj napájení;
• elektrické dráty.

K zapálení pracovní směsi ve válcíchpoužívají se elektrické svíčky (na každý válec jedna svíčka). Jsou instalovány v hlavě bloku v závitových hrdlech a výstupních trubkách, které jsou umístěny v místech, kde jsou umístěny trysky v dieselovém motoru. Centrální umístění elektrické zapalovací svíčky vzhledem ke spalovací komoře poskytuje optimální podmínky pro spalování směsi díky minimální dráze šíření čela plamene ve válci a běžnému chlazení zapalovací svíčky vodou cirkulující v hlavě bloku.

Provoz plynových elektráren

V plynových motorech se jako palivo používají různé druhy plynů:

• přirozený (kmenový i zkapalněný);
• associated (ropa);
• propan-butan;
• bioplyn;
• průmyslový plyn (kanalizační, důlní, koks, pyrolýza);
• jiné hořlavé plyny.

Spolehlivost elektráren s plynovými pístovými motory potvrzuje jejich dlouhodobý provoz v západní Sibiři, v Jakutsku, na Dálném východě a v dalších oblastech Ruské federace. Za prvé, jsou využívány v podnicích, ropě a plynu, uhelných ložiskách. Díky množství souvisejícího plynu je jejich provoz velmi ziskový.

Údržba

Před koupí GPES je složení plynu používaného jako palivo a jeho parametry dohodnuty s výrobcem. Seřízení a uvedení jednotek do provozu po dohodě se spotřebitelem rovněž provádí výrobce.

Závisí nasložitost zařízení, údržbu plynové pístové elektrárny provádí buď dodavatel, nebo vyškolený a znalostmi prověřený personál. Údržba nebo opravy plynového zařízení, stejně jako dalších součástí a sestav motoru, by měly být prováděny až poté, co byl plyn vyroben z plynového potrubí a energetického systému.

Vzduch nesmí obsahovat korozivní a výbušné plyny. Ve strojovně, kde je instalován plynový motor, by pracovní vzduch neměl mít obsah prachu vyšší než 0,002 g/m3. V případě vyššího obsahu prachu musí být na vstupu motoru instalován dodatečný čisticí systém.

Výhody

Plynová pístová elektrárna může pracovat autonomně a paralelně s jinými identickými elektrárnami s poměrem výkonu 3:1 až 1:3 nebo průmyslovou sítí po dlouhou dobu a stabilně.

Plynový pístový motor, generátor, chladič chladicího systému namontované na společném rámu. Motor a generátor jsou propojeny přírubami, což eliminuje potřebu vyrovnání hřídele. Jednotku lze dodat ve stacionární verzi na rámu a mobilní verzi v izolovaném těle.

Během provozu elektráren probíhá automatické monitorování:

• stabilita výstupních elektrických parametrů;
• přehřívání chladicí kapaliny;
• přehřívání oleje;
• pokles tlaku oleje v systému mazání motoru;
• nižší izolační odpor;
• na pouzdru se jeví nebezpečný potenciál.

GPES lze zabezpečitautomatické nebo dálkové ovládání spouštění, chodu a vypínání motoru.

Specifikace

Hlavní technické údaje na příkladu ruského modelu AD200S-T400-R:

• Jmenovitý výkon: 200 kW.
• Napětí: 400 V.
• Aktuální frekvence: 50 Hz.
• Typ proudu: třífázový, variabilní.
• Jmenovitá rychlost: 1500 ot./min.
• Start motoru: startér.
• Spotřeba plynu: ne více než 50 kg/h.
• Celkové rozměry jednotky: 2950x1320x1610 mm.
• Suchá hmotnost stroje: 2960 kg.
• Životnost motoru před generální opravou: 15000 hodin

Nezatížená plynopístová elektrárna zajišťuje start asynchronního elektromotoru s kotvou nakrátko o výkonu až 125 kW s poměrem rozběhového proudu až 7. GPES je vybaven topnými prostředky, které zajišťují začínající při teplotě pod +5Cᵒ a zařízení pro ohřev vzduchu uvnitř místnosti (těla).